Virus di permukaan silikon berduri nano, diperbesar 65.000 kali. Setelah 1 jam sudah mulai bocor materialnya. Kredit: RMIT
Tim peneliti internasional yang dipimpin oleh RMIT University telah merancang dan memproduksi a virus-permukaan pembunuh yang dapat membantu mengendalikan penyebaran penyakit di rumah sakit, laboratorium, dan lingkungan berisiko tinggi lainnya. Permukaannya yang terbuat dari silikon ditutupi paku nano kecil yang menusuk virus jika bersentuhan.
Uji laboratorium dengan virus hPIV-3 – yang menyebabkan bronkitis, pneumonia, dan croup – menunjukkan 96% virus telah terkoyak atau rusak hingga tidak dapat lagi bereplikasi untuk menyebabkan infeksi. Hasil yang mengesankan ini, ditampilkan di sampul jurnal nanosains terkemuka ACS Nanomenunjukkan potensi bahan tersebut dalam membantu mengendalikan penularan bahan biologis yang berpotensi berbahaya di laboratorium dan lingkungan layanan kesehatan.
Virus di permukaan silikon berduri nano, diperbesar 65.000 kali. Setelah 6 jam, itu telah hancur total. Kredit: RMIT
Lonjakan virus untuk membunuhnya
Penulis korespondensi, Dr Natalie Borg, dari Fakultas Kesehatan dan Ilmu Biomedis RMIT, mengatakan konsep yang tampaknya tidak canggih dalam membasmi virus ini memerlukan keahlian teknis yang cukup besar.
“Permukaan pembunuh virus kita tampak seperti cermin hitam datar jika dilihat dengan mata telanjang, namun sebenarnya memiliki duri-duri kecil yang dirancang khusus untuk membunuh virus,” katanya. “Bahan ini dapat dimasukkan ke dalam perangkat dan permukaan yang sering disentuh untuk mencegah penyebaran virus dan mengurangi penggunaan disinfektan.”
Dr Natalie Borg memeriksa sampel lembaran silikon berduri nano. Kredit: RMIT
Permukaan berduri nano diproduksi di Melbourne Centre for Nanofabrication, dimulai dengan wafer silikon halus, yang dibombardir dengan ion untuk menghilangkan material secara strategis. Hasilnya adalah permukaan yang dipenuhi jarum dengan tebal 2 nanometer – 30.000 kali lebih tipis dari rambut manusia – dan tingginya 290 nanometer.
Spesialis permukaan antimikroba
Tim yang dipimpin oleh Profesor Terhormat RMIT Elena Ivanova memiliki pengalaman bertahun-tahun mempelajari metode mekanis untuk mengendalikan mikroorganisme patogen yang terinspirasi oleh alam: sayap serangga seperti capung atau jangkrik memiliki skala nano struktur berduri yang dapat menembus bakteri dan jamur.
Namun dalam kasus ini, virus jauh lebih kecil dibandingkan bakteri sehingga jarum yang digunakan juga harus lebih kecil agar dapat memberikan efek pada virus. Proses di mana virus kehilangan kemampuan menularnya ketika bersentuhan dengan permukaan berstruktur nano dianalisis secara teoritis dan praktis oleh tim peneliti.
Tim Ivanova dengan penulis koresponden studi Profesor Elena Ivanova (ke-3 dari kiri) dan penulis utama studi Samson Mah (ke-2 dari kanan). Kredit: RMIT
Para peneliti di Universitat Rovira i Virgili (URV) Spanyol, Dr. Vladimir Baulin, dan Dr. Vassil Tzanov, melakukan simulasi komputer tentang interaksi antara virus dan jarum suntik. Peneliti RMIT melakukan analisis eksperimental praktis, memaparkan virus ke permukaan berstruktur nano dan mengamati hasilnya di Fasilitas Mikroskopi dan Mikroanalisis RMIT.
Temuan ini menunjukkan desain lonjakan sangat efektif dalam merusak struktur eksternal virus dan menembus membrannya, melumpuhkan 96% virus yang bersentuhan dengan permukaan dalam waktu enam jam. Penulis studi pertama, Samson Mah, yang menyelesaikan pekerjaannya di bawah RMIT-CSIRO Magister Beasiswa Penelitian dan kini telah melanjutkan untuk mengerjakan penelitian PhD bersama tim, mengatakan dia terinspirasi oleh potensi praktis dari penelitian tersebut.
“Menerapkan teknologi mutakhir ini di lingkungan berisiko tinggi seperti laboratorium atau fasilitas kesehatan, di mana paparan terhadap bahan biologis berbahaya menjadi perhatian, dapat secara signifikan meningkatkan tindakan pembendungan terhadap penyakit menular,” katanya. “Dengan melakukan hal ini, kami bertujuan untuk menciptakan lingkungan yang lebih aman bagi para peneliti, profesional kesehatan, dan pasien.”
Referensi: “Menembus Virus Parainfluenza Manusia dengan Permukaan Berstruktur Nano” oleh Samson WL Mah, Denver P. Linklater, Vassil Tzanov, Phuc H. Le, Chaitali Dekiwadia, Edwin Mayes, Ranya Simons, Daniel J. Eyckens, Graeme Moad, Soichiro Saita , Saulius Joudkazis, David A. Jans, Vladimir A. Baulin, Natalie A. Borg dan Elena P. Ivanova, 21 Desember 2023, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c07099
Proyek ini merupakan kolaborasi interdisipliner dan multi-institusi yang dilaksanakan selama dua tahun, melibatkan peneliti dari RMIT, URV (Spanyol), CSIRO, Swinburne University, Monash University dan Kaiteki Institute (Jepang).
Studi ini didukung oleh ARC Research Hub for Australian Steel Manufacturing dan oleh ARC Industrial Transformational Training Centre in Surface Engineering for Advanced Materials.
